Escarificação Quântica em Sistemas de Muitas Partículas em Teorias de Gauge 2+1D com Matéria Dinâmica

A escarificação quântica em muitos corpos (QMBS) surgiu como um paradigma intrigante de quebra de ergodicidade fraca em modelos quânticos de muitas partículas não integráveis, particularmente em teorias de gauge em rede (LGTs) em dimensões de espaço-tempo 1+1. No entanto, uma questão em aberto é se a QMBS existe em LGTs de dimensões superiores com matéria dinâmica. Dado que a dinâmica não ergódica em dimensão espacial d=1 tende a desaparecer em d>1, é importante investigar essa questão. Usando técnicas de estado de produto matricial para sistemas finitos e infinitos, mostramos que a QMBS ocorre no modelo de ligação quântica U(1) 2+1D, como evidenciado por oscilações coerentes persistentes em observáveis locais, uma desaceleração acentuada no crescimento da entropia de emaranhamento bipartido, e renascimentos na fidelidade. Curiosamente, observamos que a QMBS é mais robusta quando os graus de liberdade da matéria são bosônicos em vez de fermionicos. Nossos resultados também iluminam a conexão íntima entre a invariância de gauge e a QMBS, e destacam a persistência da escarificação em dimensões espaciais superiores. Nossas descobertas podem ser testadas em simuladores quânticos analógicos e digitais de curto prazo, e demonstramos sua acessibilidade em um simulador quântico analógico proposto recentemente com átomos frios.